Comparação entre modelos de análise estrutural de edifícios em concreto armado: estudo de caso

Abstract

A idealização de uma estrutura como um modelo estrutural, para o qual são adotadas uma série de hipóteses simplificadoras, é uma etapa fundamental do projeto estrutural, pois é o modelo que efetivamente é dimensionado, e não a estrutura real. Este trabalho versa sobre a comparação entre alguns modelos usualmente utilizados na modelagem estrutural de edifícios de concreto armado submetidos a cargas verticais e/ou horizontais: vigas contínuas, grelhas associadas a pórticos planos e pórtico espacial. Inicialmente foram abordadas, através da revisão bibliográfica, questões particulares de cada um desses modelos, assim como revisados os preceitos da NBR 6118:2014 a respeito de modelagem e análise estrutural. Foram analisados, então, três edifícios com alturas diferentes (de 4, 8 e 16 pavimentos), através dos modelos citados. Realizou-se, também, a avaliação da estabilidade global e da rigidez horizontal global de cada edifício. Foram considerados a não-linearidade física e os efeitos de segunda ordem na análise das combinações de ações no edifício de 16 pavimentos. Os resultados obtidos com o modelo de pórtico espacial com diafragmas rígidos foram tomados como referência na comparação com os demais. No estudo das cargas verticais, a subestruturação por grelhas e pórticos planos obteve, de um modo geral, os melhores resultados, embora alguns erros tenham sido encontrados nos momentos nas fundações, em função da não compatibilização dos deslocamentos horizontais entre os pórticos. Verificou-se, também, a importância de considerar a rigidez ao giro dos pilares nos modelos de vigas contínuas e de grelha. No estudo das cargas horizontais, o modelo de pórticos planos, utilizado em conjunto com a formulação apresentada para a distribuição das cargas de vento, obteve excelentes resultados. Por fim, concluiu-se que apesar de os modelos mais simples apresentarem algumas limitações, eles são muito úteis como ferramenta projetual, tanto para verificação de resultados quanto na concepção estrutural e no pré-dimensionamento. No âmbito acadêmico, são de grande importância didática para a compreensão crítica do funcionamento das estruturas de edifícios: o modelo de vigas contínuas auxilia na compreensão da relação entre as diferentes vigas do pavimento; e a subestruturação por grelhas e pórticos planos auxilia na compreensão da interação entre as subestruturas verticais e horizontais, bem como da transmissão das cargas horizontais desde os seus pontos de aplicação até as fundações.